Instalaciones, su acondicionamiento, limpieza y desinfección. AGAC0108

3. Componentes climáticos en horticultura

En la horticultura, como en otros cultivos, los componentes climáticos son variables que restringen la expansión de un cultivo, además de condicionar la producción y la calidad de una cosecha.

Es importante comprobar si un cultivo en un lugar determinado es capaz de producir en condiciones óptimas, por lo que será necesario conocer cuáles son esos componentes que afectan al crecimiento de un cultivo.

3.1. La radiación solar

Toda la energía que llega desde el Sol hasta la Tierra se contabiliza a nivel terrestre mediante el Balance de Radiación, que en resumidas cuentas es el resultado de las entradas y las salidas de energía que ocurren a nivel terrestre.

La energía que llega a la superficie de la tierra con la dirección de los rayos solares es llamada radiación solar o de onda corta.

La radiación solar o de onda corta está formada por:

1 Rayos x, gamma, beta → No influyen en la agricultura.

2 Ultravioleta (UV) → Influyen en procesos de mutación celular y germinación de semillas. Degradan los materiales de cobertura.

3 Radiación visible → Procesos fisiológicas de las plantas como la fotosíntesis y la producción de clorofila.

4 Radiación infrarrojo → Calientan directamente.

Una vez que esta radiación alcanza la superficie, parte de esta es reflejada, reduciendo así la cantidad de radiación global. A esta cantidad reflejada se le llama albedo y depende del tipo de superficie. El albedo será mayor en superficies como la nieve o la arena seca y será menor en otras superficies. como un suelo húmedo o el agua.

Sabía que...

Las gafas de sol que utilizamos para la nieve tienen unos filtros especiales para que los rayos UV no lleguen a nuestros ojos, ya que la nieve es una gran reflectora de este tipo de radiaciones.

Una vez que la radiación de onda corta entra en contacto con la superficie y permanece en ella, los elementos de esta la absorben y se convierten en emisores de otra energía, la radiación terrestre o de onda larga, que es una radiación principalmente térmica y la responsable del aporte de calor a las plantas. De esta energía emitida por la tierra, parte es absorbida por algunos elementos que componen la atmósfera (vapor de agua y las concentraciones de otros gases, principalmente el dióxido de carbono -CO₂-) y otra parte se pierde hacia el espacio exterior.

La que es absorbida por la atmósfera y re-emitida hacia la tierra en forma de calor, en cantidad proporcional a la temperatura del aire, las concentraciones de CO₂ y vapor de agua, es la causante del efecto invernadero, fenómeno fundamental para entender algunas técnicas de modificación del clima en horticultura.

Volviendo al Balance de Radiación, la cantidad de radiación (R) que queda en una superficie vendrá dada por la siguiente expresión:

R = Rs - Ra - Rte + Rtre

Donde:

1 Rs es la radiación solar o de onda corta.

2 Ra es la radiación reflejada en la superficie o albedo.

3 Rte es la radiación terrestre emitida hacia el espacio o de onda larga.

4 Rtre es la radiación terrestre reemitida hacia la superficie procedente de la atmósfera.

Esta entrada y salida de energía la podemos modificar a nivel de cultivo en la horticultura mediante la aplicación de plásticos como coberturas de protección frente a bajas temperaturas, de manera que esta protección permite que pase la radiación solar durante el día y evita que se escape el calor que irradia la tierra por la noche. Con ello se consigue que la temperatura del interior del invernadero sea más alta que la del exterior.

La atmósfera y la contaminación contenida en ella hace la misma función que la cubierta protectora de un invernadero, de ahí que se escuche tanto hablar del “efecto invernadero”.

Sabía que...

En invierno, al estar el sol más bajo y tener que atravesar más atmósfera, hay menos captación de radiación de onda corta en superficie. Por lo contrario, en verano, al estar el sol más alto y tener que atravesar menos atmósfera, esta radiación es mayor. Es una de las causas de por qué el Sol quema más durante el verano.

La iluminación

La floración de las plantas, incluidas las hortícolas, se produce como respuesta a la duración y la alternancia de los periodos de iluminación. Es lo que llamamos fotoperiodo.

Floración en cultivo de fresa

En función de este fenómeno, las plantas hortícolas se clasifican en tres grandes grupos:

1 Plantas de día largo o plantas de verano, las que requieren un periodo iluminado superior a 12 h, como por ejemplo: remolacha, rábano, zanahoria, espinaca y ornamentales como begonia, gypsophilla y fuchsia.

2 Plantas de día corto o plantas de invierno, son aquellas que requieren un periodo de iluminación inferior al periodo oscuro, es decir, más horas de oscuridad que de iluminación, como por ejemplo: algunas variedades de patata, crisantemo y flor de pascua.

3 Plantas indiferentes, son aquellas que la duración del fotoperiodo no influye a la floración, como por ejemplo los tomates, rábanos, judías, pimientos, cucurbitáceas y ornamentales como el clavel y la petunia.

La recepción del fenómeno fotoperiódico se realiza a través del fitocromo, que se activa en función de la duración de la oscuridad.

Definición

Fitocromo

Es una proteína presente en organismos vegetales y cuya función es actuar como fotorreceptor. En función del tipo de luz que detecte puede desencadenar distintas respuestas en la planta, como la germinación, el crecimiento o la floración.

En horticultura se puede modificar la duración del día y de la noche mediante técnicas para obtener producciones en determinadas épocas del año, sobre todo en ornamentales.

3.2. La temperatura

De todos los componentes climáticos, la temperatura es la que más influye en el crecimiento y desarrollo de las plantas, afectando a fenómenos fisiológicos de las plantas tan importantes como la fotosíntesis, la respiración y la transpiración.

Algunos conceptos generales de la influencia de la temperatura en las plantas son:

1 Cero de vegetación: temperatura por debajo de la cual la planta deja de crecer y desarrollarse, como por ejemplo 4 ºC en guisantes, 6-8 ºC en patata, 15 ºC en la judía y 10 ºC en el tomate.

2 Temperaturas críticas: son aquellas máximas o mínimas por encima o por debajo de las cuales se producen daños en los cultivos.

3 Temperaturas óptimas: aquellas que hacen que el desarrollo de las plantas se realice de forma ventajosa.

En el caso de los cultivos hortícolas, hay especies que no son exigentes en temperatura, que crecen a temperaturas alrededor de los 10 ºC durante la noche y a 20 ºC durante el día, como por ejemplo el espárrago, espinacas, lechuga, fresa, patatas, guisantes, coles, etc. Otras, que son medianamente exigentes con las temperaturas como el tomate, el pimiento, la berenjena, calabacines, judías, etc., que crecen a un intervalo de temperatura 13-18 ºC durante la noche y 16-30 ºC durante el día. Y, por último, las plantas que son muy exigentes con las temperaturas, como la mayoría de las cucurbitáceas, el maíz dulce, el boniato, etc., que necesitan temperaturas nocturnas de 18-24 ºC y diurnas entre 21-36 ºC. A esta exigencia de temperatura se le llama termoperiodicidad. En el cultivo en invernadero es muy interesante controlar los intervalos de temperatura para conseguir buenas producciones.

Otro aspecto a tener en cuenta en el componente climático de la temperatura es la vernalización, que consiste en la floración de las plantas como consecuencia de la incidencia de bajas temperaturas. En horticultura de zonas templadas es importante tenerla en cuenta ya que si se cultivan determinadas plantas susceptibles a la vernalización y se producen bajas temperaturas durante el invierno, es posible que se produzca una floración prematura, lo que provocaría una depreciación comercial del producto hortícola. Para contrarrestar este fenómeno en horticultura se utilizan distintas coberturas, como los invernaderos con calefacción o túneles-invernaderos.

Ejemplo

Ejemplos de vernalización son: zanahorias, apios, remolacha de mesa, coles de Bruselas, coles chinas, etc.

Recuerde

Exigencias de temperaturas:

3.3. La lluvia

El agua de lluvia es el acopio hídrico más importante para todos los cultivos hortícolas. Cuando hablamos de cantidad, en el caso de España, la precipitación anual es muy variable, existiendo zonas con un aporte pluviométrico anual inferior a 300 mm, como en zonas de Almería y Murcia, y otras zonas, como la Cornisa Cantábrica, que se superan los 900 mm.

En el caso de la intensidad, hablamos de lluvias ligeras cuando la precipitación alcanza 1-4 mm/h; moderadas, entre 4-15 mm/h; fuertes, entre 15-45 mm/h; violentas, entre 45-100 mm/h y muy violentas, cuando la precipitación rebasa los 100 mm/h.

En la zona mediterránea es muy frecuente que durante la primavera y el otoño se produzcan precipitaciones violentas y puntualmente muy violentas, lo que hace que parte de esta precipitación se pierda por escorrentía, además de provocar pérdida de suelo por erosión, así como numerosos destrozos en las instalaciones.

Nube de desarrollo vertical

Este tipo de lluvias, que se producen en la mayoría de las zonas donde se desarrollan los cultivos hortícolas en España (el levante y el sur), no suponen un aporte hídrico suficiente para prescindir del riego.

3.4. El viento

El viento en la horticultura puede tener efectos positivos, como la ventilación dentro de los invernaderos para reducir la humedad, el control de enfermedades fúngicas o el control de plagas. Pero también puede tener efectos negativos sobre los cultivos hortícolas, como:

1 Producir destrozos en invernaderos, túneles, etc.

2 Problemas de polinización, al mezclarse polen de distintas variedades de especies pero compatibles entre ellas.

3 Expansión de plagas y de malas hierbas.

La mejor medida para evitar los efectos del viento es mediante la utilización de cortavientos, que son barreras físicas permeables que se interponen ante el cultivo que se quiere proteger. Se utilizan desde setos de árboles (ciprés, eucaliptos, etc.) hasta arbustivos o herbáceos (adelfas, cañas). En otras ocasiones también se utilizan cortavientos artificiales mediante mallas plásticas fijadas con tutores, etc., no siendo aconsejable la utilización de cortavientos construidos a base de bloques rígidos, ya que provocan turbulencias que no son favorables para el cultivo que se quiere proteger.

4. Horticultura forzada

La horticultura forzada consiste en la obtención de productos comestibles u ornamentales extratempranos o extratardíos mediante las siguientes técnicas:

1 La modificación del medio climático: invernaderos, acolchados y túneles.Invernadero tipo túnel

2 La modificación del medio físico del suelo: cultivos hidropónicos y cultivos enarenados.

A continuación, vamos a definir los dos tipos de cultivos que hemos visto en la modificación del medio físico del suelo.

1 Cultivo hidropónico: es un tipo de horticultura forzada que hace crecer las plantas sobre un sustrato inerte, de forma que la aportación de nutrientes minerales se suministra con aportaciones líquidas que aprovisionan de solución nutritiva, controlando totalmente su composición.Depósitos de disoluciones hidropónicasInyección hidropónicaCultivo de tomate “sin suelo”

2 Cultivo enarenado: es un tipo de horticultura forzada que consiste en la colocación sobre el suelo de una capa de 10-12 cm de arena dejando entre esta capa y el suelo una pequeña capa (1 cm) de estiércol.Cultivo enarenado

Nos centraremos principalmente en las primeras, en las que modifican el medio climático.

Ejemplo

Un ejemplo de horticultura forzada sería sacar al mercado hortalizas como tomates, pimientos, calabacines, etc. durante todo el año.

La horticultura forzada es capaz de modificar los componentes del clima para poder llevar a cabo ciclos de cultivos que, en condiciones normales, no serían posibles.

Existen diferentes técnicas que modifican el medio climático, pero suelen hacerse dos distinciones:

1 Sistemas de semiforzado, que son las que se utilizan solamente en algunas fases del cultivo, principalmente en las primeras, eliminándose total o parcialmente con posterioridad, como es el caso de los acolchados y túneles.

2 Sistemas de forzado, que son los que se mantienen a lo largo del ciclo del cultivo hasta su cosecha, como son los invernaderos.

5. Cultivos hortícolas protegidos

El horticultor ha intentado siempre conseguir los mejores precios para sus productos. Por ello, ha intentado acceder al mercado cuando la demanda supera la oferta. ¿De qué forma? Pues o adelantando su producción mediante la siembra temprana, con el consiguiente problema de las bajas temperaturas, o atrasando la producción, con el consiguiente problemas de heladas tempranas.

Para solucionar estos problemas se recurre a proteger los cultivos mediante acolchados, túneles e invernaderos, utilizando materiales de cobertura, principalmente para la protección frente a las bajas temperaturas.

Definición

Cultivo hortícola protegido

Es aquel que utiliza sistemas de forzado o semiforzado para modificar las condiciones climáticas.

5.1. Los plásticos como elementos de cobertura

Los plásticos utilizados en la horticultura son materiales compuestos por moléculas orgánicas de gran peso molecular llamadas monómeros y que, unidas entre sí, forman polímeros, concretamente polímeros sintéticos. Su estructura es similar a las proteínas, la celulosa, los ácidos nucleicos o el caucho.

Características de los plásticos usados en horticultura

Las características necesarias para que un plástico se pueda usar en horticultura son las siguientes:

1 Que transmita al suelo la mayor cantidad posible de radiación solar.

2 Que sea lo más impermeable posible a la radiación de onda larga emitida desde el suelo.

3 Que la transmisión de la luminosidad sea de forma difusa para que haya una iluminación más uniforme en todos los órganos de las plantas, sin que se produzcan sombras.

4 Que sea ligero.

5 Que sea resistente al rasgado, a la tracción y al impacto.

6 Que tenga la mayor duración posible durante su uso, sin que sufra degradaciones ni alteraciones de transmisibilidad, aunque en la medida de lo posible se están buscando plásticos fácilmente degradables tras su utilización.

7 Que el coste sea bajo.

Los plásticos se comercializan en unidades de peso (kg), por eso es interesante conocer la densidad (g/cm³) de una lámina de plástico.

Los distintos materiales plásticos utilizados como protección frente a las bajas temperaturas en los cultivos hortícolas protegidos son:

Polietileno (PE)

El polietileno (PE) que se usa es el de baja densidad, ya que el de alta densidad es más rígido y pierde características ópticas, usándose más para la fabricación de cajas y sacos.

Las características más importantes del PE de baja densidad son las siguientes:

1 Son muy permeables a la radiación solar (80 %)

2 Son permeables a la radiación de onda larga (60-80 %), con lo cual producen poco efecto invernadero.

3 Son resistentes al desgarro, no se rajan aunque se atraviesen con alambres.

4 Son muy ligeros, aptos para cualquier tipo de estructura.

5 Es el plástico de cubierta más empleado y el más económico.

6 Su densidad es de 0,92 g/cm3.

7 Tienen poca duración, se degradan rápidamente por la acción de los rayos ultravioletas (UV).

Esta última característica es la que ha hecho que actualmente se mejoren estos plásticos, ya que en zonas como Almería tenían que cambiarlo a los seis meses de ponerlo. Por eso en su fabricación se le añadió un aditivo (acetato de vinilo) para mejorarlo, obteniéndose así los polietilenos de larga duración.

Otro inconveniente, mencionado en sus características, es la permeabilidad a la radiación de onda larga, hasta un 80 %. Esta característica produce gran pérdida de calor durante la noche, con lo que se le añadió un aditivo (caolín-calcinado) y se consiguió un polietileno, llamados termoplásticos, que solo dejan pasar el 20 % de la radiación de onda larga.

Además, se realizaron otras mejoras, como los plásticos antiestáticos para evitar que el polvo se adhiera y plásticos antigoteo para evitar que se formen “gotitas” de la condensación del aire y caigan en el interior de las instalaciones, provocando proliferación de hongos y roturas en los tejidos de las plantas.

Cloruro de polivinilo (PVC)

En España no es un material muy utilizado en horticultura (3-5 %), pero sí en otros sectores, como en el abastecimiento y saneamiento de núcleos urbanos.

Las características más importantes del PVC son las siguientes:

1 Pueden ser en forma de lámina rígida o lámina blanda.

2 Son muy permeables a la radiación solar (80 %).

3 Son poco permeables a la radiación de onda larga (30 %), con lo cual producen buen efecto invernadero.

4 Son menos resistentes al desgarro que los PE.

5 Son muy ligeros.

6 Su densidad oscila entre 1,16 y 1,35 g/cm3.

7 Tienen más duración que el PE, hasta 2-3 años.

Se aditivan con un plastificante para hacerlos más flexibles (lámina blanda).

Etilen-Vinil-Acetato (EVA)

Las características más importantes del EVA son las siguientes:

1 Son muy permeables a la radiación solar, incluso más que el PE y el PVC (90 %).

2 En función de la concentración de acetato de vinilo, presenta diferentes propiedades. Así, a mayores cantidades, el plástico es más impermeable a la radiación de onda larga (termoplásticos), pero menos resistente a la tracción y a las altas temperaturas.

3 Son flexibles y resistentes a los impactos.

4 Su densidad oscila entre 0,92 y 0,94 g/cm3.

5 Su duración es de 2 años máximo.

Otros plásticos (rígidos)

1 Polimetacrilato de metilo (PMM). Se emplea como plástico rígido en placas. Tiene unas características similares al vidrio, pero es mejor material que este ya que dispersa mejor la luz, pesa menos y es mucho más resistente a los impactos. Es un material relativamente caro que solo se utiliza en coberturas de invernaderos.

2 Poliéster. Se emplea como plástico rígido en placas. Son plásticos totalmente impermeables a la radiación ultravioleta y a la radiación de onda larga, Con el paso del tiempo envejecen, adquiriendo un color amarillento, con lo que se produce una pérdida continuada de las propiedades. Son resistentes a los impactos. Su precio es elevado y solo se utiliza en coberturas planas y curvadas de invernaderos.

 

3 Policarbonato (PC). Son placas muy ligeras que transmiten muy bien la radiación solar, son impermeables a la radiación de onda larga, resistentes a impactos, de larga duración y más económicos.